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青島永泰長榮

標題: 海上風電導管架建造技術研究 [打印本頁]

作者: 永泰長榮 時間: 2023-12-30 17:38
標題: 海上風電導管架建造技術研究

一座海上風力發(fā)電機通常由風力發(fā)電機、機艙、塔筒、導管架、海底預埋深基礎樁組成。海上風電導管架主體為桁架結構，上部有大型法蘭與風機塔筒連接，下部為插入式導管架灌漿段與海底預埋深基礎樁聯(lián)接，此外導管架上還有工作平臺、登船梯、靠船件、 J型管、灌漿管等附屬構件，整個海上風電導管架長和寬各20多米，高度40米以上，重量約900噸。
1 概述
海上風電導管架是把風力發(fā)電機、機艙及相關附屬設備固定在海上的重要基礎結構。除了承受風力發(fā) 電機、機艙及相關附屬設備的重力和風力發(fā)電機運轉時的震動外，海上風電導管架位于水下的結構長期承受洋流、潮流、海底沖刷的侵蝕，水面上的結構長期承受臺風、鹽霧、覆冰的困擾，因此，對海上風電導

管架建造過程中的技術質量要求極高。本文以廣州文船重工有限公司承建的中廣核陽江南鵬島400兆瓦海上風電導管架建造為背景，研究風電導管架建造技術，以確保建造過程中產(chǎn)品質量可控、提高建造效率、降低安全風險。
2 海上風電導管架建造技術研究
廣州文船重工有限公司承建了中廣核陽江南鵬島400兆瓦海上風電場25套導管架，這批導管架單套重約為900噸，主體尺寸長×寬×高分別為 23.9m×23.9m×40.64m。選定在中山市馬鞍島廣州文船重工有限公司風電工程基地進行建造，基地配備了 600噸龍門吊、160噸龍門吊、270噸平板運輸車、電焊機、卷板機、數(shù)控下料機、五軸大型相貫線切割機器人、自動打砂除銹設備、超聲波探傷儀、X射線探傷儀、空壓機等施工設備。導管架建造工藝流程如圖1所示。

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2.1 預制階段
預制階段主要包含了管節(jié)、片體、過渡段以及其他附屬結構預制。
2.1.1 管節(jié)預制
管節(jié)是由直徑不等、厚度為32mm～70mm 的卷管焊接而成，焊接時采用逐步退接法，在專用焊接流水線上進行焊接，流水線的固定式焊機上有伸縮焊接臂，能伸入管內進行內環(huán)縫焊接。其中，管1和管 2焊接好后，在流水線上自動移位，然后進行管2和管3的焊接，以此接長整根導管。如圖2所示。
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圖2 逐步退接焊接法
管節(jié)制作完成后，需要對斜撐管進行貫口開設，每根斜撐管兩個貫口，每套36條斜撐管，斜撐管直徑為700mm～100 0mm 不等，長度6 m～22 m不等，單套導管架即有72個貫口，且貫口及坡口形式復雜，使用手工切割無法保證貫口精度，導致后續(xù)各個KTY 節(jié)點的拼裝精度無法保證。對此，采用大型相貫線切割設備解決切割精度問題，根據(jù)管件加工需

求，定制設備需求參數(shù)如表1所示。
2.1.2 片體預制
(1)AB 軸線導管架片體制作
按照導管架片體制作圖制作胎架， A/B 軸為平面胎架，尺寸測量時必須用同一個基準點。上胎前必須核對筒節(jié)編號、檢查筒節(jié)圓度及外圓周長是否符合要求，檢查好后用吊帶將管節(jié)吊至胎架定位。
A 軸和B 軸片體整體建造，片體上下分段合攏口進行預拼，但不能施焊，分段制作完畢分離，分別進行中組。
分段制作完畢，按相關安裝圖紙進行舾裝件的安裝。A 軸和B軸片體外形尺寸為42m×24.8m,重量約為240噸。如圖3所示。
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圖3 A/B 軸線導管架片體
(2)1/2軸線導管架剪刀斜撐制作
斜撐管呈 “X” 形，在水平胎架上靠模制作。先劃好定位線，固定兩側靠模，再用吊裝帶吊運管件至靠模內進行裝配。斜撐管兩端用圓管作剛性加強，以防止變形。如圖4所示。

表1 五軸相貫線切割機技術參數(shù)

項目參數(shù)

切割管徑	φ=108mm~1000mm
切割方式	火焰
火焰切割管壁厚度	垂直切割6mm~60mm坡口切割6mm~40mm
有效切割工件長度	24000mm
要求工件橢圓度	≤1%
切割速度	10mm/min~2000mm/min
移動速度	10mm/min~6000mm/min
火焰坡口角度	火焰開孔切割±55°火焰端部切割±60°
機器軸數(shù)及運動范圍	X軸：割炬沿管件軸，向水平移動軸最大行程24000mm;Y軸：管件旋轉軸， 360°自由回轉；A軸：割炬沿管件徑向平面擺動軸，±55°;B軸：割炬沿管件軸向平面擺動軸，±60°;Z軸：割炬上升下降軸，該軸不參加口聯(lián)動最大行 520mm
切割長度精度	士1.5mm

2.1.3 過渡段預制
導管架過渡段含內外鋼平臺及法蘭重量約240噸，主體尺寸長×寬×高約16.5m×16.5m×6.5m, 采用立式建造法，在龍門凳上水平胎架制作。過渡段制作完畢，在其上安裝外部鋼平臺、內部鋼平臺、法蘭、
塔筒門等附件，如圖5所示。

圖4 海上風電導管架1/2軸線[attach]8069[/attach]海上風電導管架過渡段制作

剪刀斜撐制作
導管架過渡段在船體車間內制作，然后用270噸平板車或模塊車運輸至涂裝棚進行打砂涂裝，再運至 600噸龍門吊下進行總組。
2.2 中合攏階段
2.2.1 導管架下段中組
(1)靠模工裝布置
導管架導管段分上下兩段分別進行中組。中組
采用立式組裝方案，首先在600噸龍門吊下方中組場地劃設地樣線，然后按靠模工裝、支座制作圖
要求進行靠模工裝、支座的制作安裝，靠模工
裝、支座與地面牢固固定。靠模工裝、支座布置如圖6所示。
[attach]8070[/attach]

圖6 海上風電導管架導管下段靠模工裝布置

(2)A/B 軸線片體下段安裝
導管架導管段A/B
軸片體制作完成后報驗合格，首先利用160噸龍門吊將其離胎，然后入托至轉運工裝運輸架上，用270噸平板車或模塊車運輸至600噸龍門吊下方，利用600 噸龍門吊上下小車三鉤聯(lián)吊將片體樹立起來放置到支
座，A/B軸片體就位如圖7所示。
(3)1/2軸線花片安裝
導管架導管段1/2軸花片制作完成后報驗合格，

首先利用260履帶吊將其離胎，然后入托至轉運工裝運輸架上，用270噸平板車或模塊車運輸至600噸龍門吊下方，利用260噸履帶吊和1臺汽車吊雙鉤聯(lián)吊將花片樹立起來安裝到位，1/2軸花片就位如圖8所示。
[attach]8071[/attach]
[attach]8072[/attach]圖8 海上風電導管架導管段 1/2軸線花片定位安裝
2.2.2導管架上段中組
(1)靠模工裝布置
導管架導管段分上下兩段分別進行中組。中組
采用立式組裝方案，首先在600噸龍門吊下方中組場

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母
爭
母
圖9 海上風電導管架導管上段靠模工裝布置

地劃設地樣線，然后按
靠模工裝、支座制作圖
要求進行靠模工裝、支
座的制作安裝，靠模工
裝、支座與地面牢固固定。靠模工裝、支座布置如圖9所示，

(2)A/B 軸線片體
上段安裝

導管架導管段A/B軸片體制作完成后報驗合格，首先利用160噸龍門吊將其離胎，然后入托至轉運工
裝運輸架上，用270噸
平板車或模塊車運輸至
600噸龍門吊下方，利用
600噸龍門吊上下小車三
鉤聯(lián)吊將片體樹立起來
放置到支座，A/B軸片
[attach]8074[/attach]體就位如圖10所示。
(3)1/2 軸線花片
安裝

[attach]8075[/attach]門吊下方，利用260噸履
帶吊和1臺汽車吊雙鉤聯(lián)
吊將花片樹立起來安裝到
位，1/2軸花片就位圖11
所示。
2.2.3 過渡段安裝
導管架過渡段在船體車間制作完成后報驗合格，用270噸平板車或模塊車運輸至涂裝棚進行打砂涂裝，然后運輸至600噸龍門吊下方，利用600噸龍門吊上下小車三鉤聯(lián)吊將過渡段安裝到位，風機導管架過渡段重約240噸，使用600噸龍門吊上小車三鉤聯(lián)吊，便于調整法蘭水平。
導管架過渡段就位后，調整頂部法蘭水平度≤1mm, 四角鋼導管合攏口碼板固定，四角合攏口采用4個焊工同時對稱焊接，在焊接過程中監(jiān)控法蘭平面度變化，防止上部法蘭水平度超差。過渡段與導管段焊接完后，測量整體的平面度、垂直度和頂部簡節(jié)的橢圓度。合攏口鋼導管對接焊縫要求熔透，并作100%UT ,

施工人員從腳手架到達靠船件平臺，然后通過斜梯到達過渡段鋼平臺上，最后通過四個角預留的人孔和直梯到達合攏口臨時平臺上。過渡段與導管段合攏口每條焊縫焊接40%以上，600噸龍門吊上小車才能松鉤。過渡段就位如圖12所示。
2.3 大合攏階段

[attach]8076[/attach]
圖12 海上風電導管架過渡段安裝

導管架整體分上下兩段分別建造完畢并檢驗合格，附件安裝完畢，首先利用600噸龍門吊上下小車將下大  段吊裝放置預先在地面布置好的導管架運輸支座上，導  管架下大段重350噸，外形尺寸為24m×24m×20m。  然后利用600噸龍門吊上下小車將上大段吊裝至下大  段上方，與下大段進行合攏，導管架上大段重480噸，外形尺寸為18 m×18m×25m 。導管架制作完畢，整  體效果如圖13所示。

[attach]8077[/attach]
圖13 海上風電導管架制作完畢整體效果
3 結語
2020年2月14日，廣東省發(fā)改委公布了26個海上風電項目開工及并網(wǎng)時間表，總規(guī)模超1億千瓦，未來兩年，海上風電導管架建造將呈噴井式增長。開展海上風電導管架建造技術研究，有利于降低制造成本，提高制造效率，完善廣東省的海上風電制造產(chǎn)業(yè) 鏈。依托本研究成果，廣州文船重工有限公司已完成在建海上風電導管架達30余套，在建造過程中積累了豐富的經(jīng)驗，并得到業(yè)主的一致好評，為國家大力  發(fā)展海上風電事業(yè)貢獻了一份力量。

導管架導管段1/2軸花片制作完成后報驗合格，首先利用260履帶吊將其離胎，然后入托至轉運工裝  運輸架上，用270噸平板車或模塊車運輸至600噸龍

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聲明：以上有關船用氣囊和橡膠護舷的資料部分會青島永泰長榮工廠技術資料，也有網(wǎng)絡上搜集下載所得，本著氣囊護舷行業(yè)資料共享的精神，我們拿出來分享，如有侵權，請聯(lián)系0532-84592888刪除，謝謝

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